パターン形成方法、パターン形成装置、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計

【課題】スパッタ法にて基板上にパターンを形成する際に、パターンボケが生じるのを抑制することができるパターン形成方法、パターン形成装置、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計を提供する。
【解決手段】成膜室８５内において基板４０上にスパッタ法にてパターンを形成するパターン形成方法であって、成膜室は、複数の基板を配置可能に構成されたテーブル８６と、パターンの原料となるターゲット８８と、を備え、基板の表面に、パターンに対応した開口を有するマスク材を載置する工程と、成膜室内に複数の基板を移動させて、複数の基板をテーブルに配置させる工程と、基板の表面がターゲットに対向する位置を通過するようにテーブルが回転する工程と、ターゲットに対向する位置を、一の基板が複数回通過することで基板の表面にパターンを形成する工程と、を有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合された２枚の基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が封止された表面実装型（ＳＭＤ）の圧電振動子における電極パターンを形成するパターン形成方法、パターン形成装置、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、圧電振動子を有する発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末には、時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶などを利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その一つとして、表面実装型の圧電振動子が知られている。この種の圧電振動子としては、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで２層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納されたものが知られている。この圧電振動片は、例えばベース基板上に形成された電極パターンとバンプ接合され、さらにベース基板を貫通するように形成された導電部材を利用して、圧電振動片とベース基板に形成された外部電極とを導通させた圧電振動子が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照)。
【０００３】
この圧電振動子２００は、図３０、図３１に示すように、接合膜２０７を介して互いに陽極接合されたベース基板２０１およびリッド基板２０２と、両基板２０１、２０２の間に形成されたキャビティＣ内に封止された圧電振動片２０３と、を備えている。圧電振動片２０３は、例えば音叉型の振動片であって、キャビティＣ内においてベース基板２０１の上面に導電性接着剤Ｅを介してマウントされている。
【０００４】
ベース基板２０１およびリッド基板２０２は、例えばセラミックやガラスなどからなる絶縁基板である。両基板２０１、２０２のうちベース基板２０１には、ベース基板２０１を貫通するスルーホール２０４が形成されている。そして、このスルーホール２０４内には、スルーホール２０４を塞ぐように導電部材２０５が埋め込まれている。この導電部材２０５は、ベース基板２０１の下面に形成された外部電極２０６に電気的に接続されているとともに、キャビティＣ内にマウントされている圧電振動片２０３に引き回し電極（電極パターン）２３６，２３７を介して接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２４４９号公報
【特許文献２】特開平９−３３１２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の圧電振動子２００において、ベース基板２０１上に引き回し電極２３６，２３７を形成する方法としてはスパッタ法などが採用されている。具体的には、図３２に示すように、ベース基板２０１となるウエハ２４０をロードロック室２８４内に移動させて真空状態にし、その後ウエハ２４０を成膜室２８５に移動させる。そして、成膜室２８５内に設けられたターゲット２８８に対向する位置を通過する際に、所望の引き回し電極２３６，２３７をウエハ２４０の表面にスパッタにて形成する。成膜が完了したウエハ２４０は装置内を一方通行で移動して別のロードロック室２８９から装置外へと移動する。なお、ウエハ２４０の表面には引き回し電極２３６，２３７の形状に開口されたマスク材（不図示）が取り付けられている。
【０００７】
また、別の方法としては、図３３に示すように、ウエハ２４０複数枚収納されたマガジン３８２から一枚ずつウエハ２４０を取り出し、該ウエハ２４０をロードロック室３８４から成膜室３８５内に移動させ、成膜室３８５内でターゲット３８８に対向する位置に静止した状態で、所望の引き回し電極２３６，２３７をウエハ２４０の表面にスパッタにて形成する。成膜が完了したウエハ２４０は再びロードロック室３８４へと戻された後、装置外へと移動する。なお、上述と同様に、ウエハ２４０の表面には引き回し電極２３６，２３７の形状に開口されたマスク材（不図示）が取り付けられている。
【０００８】
ここで、従来の方法では、ターゲットに対向する位置を一枚のウエハ２４０が一度通過または静止するだけで電極を形成しているため、ターゲットに対向する位置にいる一回当たりの時間は長くなる。そのため、ウエハ２４０の表面に配されたマスク材の温度が上昇し、マスク材が撓んでしまうことがある。このようにマスク材が撓んでしまうと、電極パターンのボケが生じやすいという問題がある。特に、ウエハ２４０が大面積化すると、撓み量がさらに大きくなり、パターンボケがさらに大きくなるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、スパッタ法にて基板上にパターンを形成する際に、パターンボケが生じるのを抑制することができるパターン形成方法、パターン形成装置、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係るパターン形成方法は、成膜室内において基板上にスパッタ法にてパターンを形成するパターン形成方法であって、前記成膜室は、複数の基板を配置可能に構成されたテーブルと、前記パターンの原料となるターゲットと、を備え、前記基板の表面に、前記パターンに対応した開口を有するマスク材を載置する工程と、前記成膜室内に前記複数の基板を移動させて、該複数の基板を前記テーブルに配置させる工程と、前記基板の表面が前記ターゲットに対向する位置を通過するように前記テーブルが回転する工程と、前記ターゲットに対向する位置を、一の基板が複数回通過することで該基板の表面に前記パターンを形成する工程と、を有していることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係るパターン形成方法においては、スパッタ法にて基板にパターンを形成する際に、ターゲットに対向する位置を基板が複数回通過することでパターンを形成するように構成したため、基板がターゲットに対向する位置にいる一回当たりの時間を短くすることができる。つまり、基板の表面に配されたマスク材がターゲットに対向する位置にいる際には、温度が一時的には上がるが時間が短くなっているため、マスク材に撓みが生じる温度まで上昇するのを防止することができる。また、マスク材が一度ターゲットに対向する位置を通過した後、次にターゲットに対向する位置に来るまでの間（インターバル）に、マスク材の温度を低下させることができるため、成膜室内でのマスク材の最高温度を低下させることができる。したがって、マスク材が熱により撓むのを抑制することができるため、パターンボケが生じるのを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係るパターン形成装置は、成膜室内において基板上にスパッタ法にてパターンを形成するパターン形成装置であって、前記成膜室は、複数の基板を配置するとともに、軸中心に回転可能に構成されたテーブルと、前記パターンの原料となるターゲットと、を備え、前記パターンに対応した開口を有するマスク材が載置された前記基板の表面が、前記ターゲットに対向する位置を通過するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係るパターン形成装置においては、基板をテーブル上に載置して軸中心に回転させることで、成膜室内において基板がターゲットに対向する位置とそうでない位置とを交互に移動させることができる。つまり、スパッタ法にて基板にパターンを形成する際に、ターゲットに対向する位置を基板が複数回通過することでパターンを形成することができるように構成したため、基板がターゲットに対向する位置にいる一回当たりの時間を短くすることができる。つまり、基板の表面に配されたマスク材がターゲットに対向する位置にいる際には、温度が一時的には上がるが時間が短くなっているため、マスク材に撓みが生じる温度まで上昇するのを防止することができる。また、マスク材が一度ターゲットに対向する位置を通過した後、次にターゲットに対向する位置に来るまでの間（インターバル）に、マスク材の温度を低下させることができるため、成膜室内でのマスク材の最高温度を低下させることができる。したがって、マスク材が熱により撓むのを抑制することができるため、パターンボケが生じるのを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明に係る圧電振動子は、互いに接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が封止された圧電振動子において、前記キャビティ内における前記ベース基板上に形成された電極パターンが、上述のパターン形成装置を用いてスパッタ法にて形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る圧電振動子においては、ベース基板をテーブル上に載置して軸中心に回転させることで、成膜室内においてベース基板がターゲットに対向する位置とそうでない位置とを交互に移動させることができる。つまり、スパッタ法にてベース基板に電極パターンを形成する際に、ターゲットに対向する位置をベース基板が複数回通過することで電極パターンを形成することができるように構成したため、ベース基板がターゲットに対向する位置にいる一回当たりの時間を短くすることができる。つまり、ベース基板の表面に配されたマスク材がターゲットに対向する位置にいる際には、温度が一時的には上がるが時間が短くなっているため、マスク材に撓みが生じる温度まで上昇するのを防止することができる。また、マスク材が一度ターゲットに対向する位置を通過した後、次にターゲットに対向する位置に来るまでの間（インターバル）に、マスク材の温度を低下させることができるため、成膜室内でのマスク材の最高温度を低下させることができる。したがって、マスク材が熱により撓むのを抑制することができるため、電極パターンにボケが生じるのを抑制することができる。その結果、電極パターンがベース基板の所望の位置に形成されるため、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子を提供することができる。
【００１６】
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、互いに接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が封止された圧電振動子の製造方法において、上述したパターン形成方法にて、前記ベース基板上に電極パターンを形成する工程を有していることを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る圧電振動子の製造方法においては、スパッタ法にてベース基板に電極パターンを形成する際に、ターゲットに対向する位置を基板が複数回通過することで電極パターンを形成するように構成したため、ベース基板がターゲットに対向する位置にいる一回当たりの時間を短くすることができる。つまり、ベース基板の表面に配されたマスク材がターゲットに対向する位置にいる際には、温度が一時的には上がるが時間が短くなっているため、マスク材に撓みが生じる温度まで上昇するのを防止することができる。また、マスク材が一度ターゲットに対向する位置を通過した後、次にターゲットに対向する位置に来るまでの間（インターバル）に、マスク材の温度を低下させることができるため、成膜室内でのマスク材の最高温度を低下させることができる。したがって、マスク材が熱により撓むのを抑制することができるため、電極パターンにボケが生じるのを抑制することができる。その結果、電極パターンがベース基板の所望の位置に形成されるため、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子を製造することができる。
【００１８】
また、本発明に係る発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
さらに、本発明に係る電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
そして、本発明に係る電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明に係る発振器、電子機器および電波時計においては、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子を備えているため、同様に歩留まりが向上した高品質な発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るパターン形成方法によれば、スパッタ法にて基板にパターンを形成する際に、ターゲットに対向する位置を基板が複数回通過することでパターンを形成するように構成したため、基板がターゲットに対向する位置にいる一回当たりの時間を短くすることができる。つまり、基板の表面に配されたマスク材がターゲットに対向する位置にいる際には、温度が一時的には上がるが時間が短くなっているため、マスク材に撓みが生じる温度まで上昇するのを防止することができる。また、マスク材が一度ターゲットに対向する位置を通過した後、次にターゲットに対向する位置に来るまでの間（インターバル）に、マスク材の温度を低下させることができるため、成膜室内でのマスク材の最高温度を低下させることができる。したがって、マスク材が熱により撓むのを抑制することができるため、パターンボケが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図３】本発明の実施形態における圧電振動子の断面図（図２のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図である。
【図６】図５に示す圧電振動片の下面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図１に示す圧電振動子を製造する際の流れを示すフローチャートである。
【図９】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、リッド基板の元となるリッド基板用ウエハに複数の凹部を形成した状態を示す図である。
【図１０】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板の元となるベース基板用ウエハに複数のスルーホールを形成した状態を示す図である。
【図１１】図１０に示す状態をベース基板用ウエハの断面から見た図である。
【図１２】本発明の実施形態における鋲体の斜視図である。
【図１３】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１１に示す状態の後、スルーホール内に鋲体を配置した状態を示す図である。
【図１４】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１３に示す状態の後、スルーホール内にガラスフリットを充填させた状態を示す図である。
【図１５】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１４に示す状態の後、余分なガラスフリットを除去する過程を示す図である。
【図１６】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１５に示す状態の後、ペーストを焼成して硬化させた状態を示す図である。
【図１７】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１６に示す状態の後、鋲体の頭部およびベース基板用ウエハの表面を研磨する過程を示す図である。
【図１８】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、貫通電極形成工程が完了した状態を示す図である。
【図１９】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１８に示す状態の後、ベース基板用ウエハの上面に接合膜および引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。
【図２０】図１９に示す状態のベース基板用ウエハの全体図である。
【図２１】本発明の実施形態におけるベース基板用ウエハの上面に引き回し電極をパターニング方法を説明する図（１）である。
【図２２】本発明の実施形態におけるベース基板用ウエハの上面に引き回し電極をパターニング方法を説明する図（２）である。
【図２３】本発明の実施形態におけるベース基板用ウエハの上面に引き回し電極をパターニング方法を説明する図（３）であり、スパッタ装置の構成を示す概略構成図である。
【図２４】図２３の成膜室内の概略構成を示す平面図である。
【図２５】図８に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ体の分解斜視図である。
【図２６】本発明の実施形態におけるベース基板用ウエハの上面に引き回し電極をパターニング際に用いるスパッタ装置の成膜室の別の態様を説明する図である。
【図２７】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２８】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２９】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図３０】従来の圧電振動子の内部構造図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図３１】図３０に示す圧電振動子の断面図である。
【図３２】従来の圧電振動子の製造方法を示す図であって、ベース基板用ウエハの上面に引き回し電極をパターニング際に用いるスパッタ装置の概略構成図（１）である。
【図３３】従来の圧電振動子の製造方法を示す図であって、ベース基板用ウエハの上面に引き回し電極をパターニング際に用いるスパッタ装置の概略構成図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明に係る実施形態を、図１〜図２９を参照して説明する。
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２とリッド基板３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に圧電振動片４が収納された表面実装型の圧電振動子である。なお、図４においては、図面を見易くするために後述する圧電振動片４の励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の図示を省略している。
【００２３】
また、図５〜図７に示すように、圧電振動片４は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００２４】
この圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、該一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片４は、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に、該振動腕部１０，１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１８を備えている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２５】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。
【００２６】
また、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。そして圧電振動片４は、このマウント電極１６，１７を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した励振電極１５、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）などの導電性膜の被膜により形成されたものである。
【００２７】
また、一対の振動腕部１０，１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。なお、この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００２８】
このように構成された圧電振動片４は、図３、図４に示すように、金などのバンプＢを利用して、ベース基板２の上面２ａにバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面２ａにパターニングされた後述する引き回し電極３６，３７上にそれぞれ形成された２つのバンプＢ上に、一対のマウント電極１６，１７がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面２ａから浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２９】
上記リッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、図１、図３および図４に示すように、略板状に形成されている。そして、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部３ａが形成されている。この凹部３ａは、両基板２，３が重ね合わされたときに、圧電振動片４を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部である。そして、リッド基板３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態で該ベース基板２に対して陽極接合されている。
【００３０】
上記ベース基板２は、リッド基板３と同様にガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板であり、図１〜図４に示すように、リッド基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで略板状に形成されている。
【００３１】
このベース基板２には、該ベース基板２を貫通する一対のスルーホール（貫通孔）３０，３１が形成されている。この際、一対のスルーホール３０，３１は、キャビティＣ内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、本実施形態のスルーホール３０，３１は、マウントされた圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方のスルーホール３０が形成され、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に他方のスルーホール３１が形成されている。また、本実施形態では、ベース基板２の下面２ｂから上面２ａに向かって漸次径が縮径した断面テーパ状のスルーホールを例に挙げて説明するが、この場合に限られず、ベース基板２を真っ直ぐに貫通する略円筒状のスルーホールでも構わない。いずれにしても、ベース基板２を貫通していればよい。
【００３２】
そして、これら一対のスルーホール３０，３１には、該スルーホール３０，３１を埋めるように形成された一対の貫通電極３２，３３が形成されている。これら貫通電極３２，３３は、図３に示すように、焼成によってスルーホール３０，３１に対して一体的に固定された筒体６および芯材部７によって形成されたものであり、スルーホール３０，３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極３８，３９と引き回し電極３６，３７とを導通させる役割を担っている。
【００３３】
筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体６の中心には、芯材部７が筒体６を貫通するように配されている。また、本実施形態ではスルーホール３０，３１の形状に合わせて、筒体６の外形が円錐状（断面テーパ状）となるように形成されている。そして、この筒体６は、図３に示すように、スルーホール３０，３１内に埋め込まれた状態で焼成されており、該スルーホール３０，３１に対して強固に固着されている。
【００３４】
上記芯材部７は、金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、筒体６と同様に両端が平坦で且つベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。なお、図３に示すように、貫通電極３２，３３が完成品として形成された場合には、上述したように芯材部７は、ベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されているが、製造過程では、芯材部７の長さは、例えば製造過程の当初のベース基板２の厚さよりも若干短い（例えば、０．０２ｍｍ）ものを採用している。そして、この芯材部７は、筒体６の略中心に位置しており、筒体６の焼成によって該筒体６に対して強固に固着されている。そして、貫通電極３２，３３は、導電性の芯材部７を通して電気導通性が確保されている。
【００３５】
ベース基板２の上面２ａ側（リッド基板３が接合される接合面側）には、図１〜図４に示すように、例えばアルミニウムなどの導電性材料により、陽極接合用の接合膜３５と、一対の引き回し電極３６，３７とがパターニングされている。このうち接合膜３５は、リッド基板３に形成された凹部３ａの周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。
【００３６】
また、一対の引き回し電極３６，３７は、一対の貫通電極３２，３３のうち、一方の貫通電極３２と圧電振動片４の一方のマウント電極１６とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極３３と圧電振動片４の他方のマウント電極１７とを電気的に接続するようにパターニングされている。本実施形態では、この引き回し電極３６，３７は、マスキングスパッタにより形成されている。引き回し電極３６，３７の形成方法については、後に詳述する。
【００３７】
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極３６は、圧電振動片４の基部１２の真下に位置するように一方の貫通電極３２の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６に隣接した位置から、振動腕部１０，１１に沿って該振動腕部１０，１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
【００３８】
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプＢが形成されており、該バンプＢを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が、バンプＢおよび一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７が、バンプＢおよび他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００３９】
また、ベース基板２の下面２ｂには、図１、図３および図４に示すように、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極３８，３９が形成されている。つまり、一方の外部電極３８は、一方の貫通電極３２および一方の引き回し電極３６を介して圧電振動片４の第１の励振電極１３に電気的に接続されている。また、他方の外部電極３９は、他方の貫通電極３３および他方の引き回し電極３７を介して、圧電振動片４の第２の励振電極１４に電気的に接続されている。
【００４０】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして利用することができる。
【００４１】
次に、上述した圧電振動子１を、図８に示すフローチャートを参照しながら、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とを利用して一度に複数製造する製造方法について以下に説明する。
【００４２】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図５〜図７に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片４の外形形状でパターニングするとともに、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７、重り金属膜２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。
【００４３】
また、圧電振動片４を作製した後、共振周波数の粗調を行っておく。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては、マウント後に行う。これについては、後に説明する。
【００４４】
次に、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第１のウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、図９に示すように、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。次いで、リッド基板用ウエハ５０の接合面に、プレス加工やエッチング加工などの方法により行列方向にキャビティ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。
【００４５】
次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第２のウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ３１）。次いで、ベース基板用ウエハ４０に一対の貫通電極３２，３３を複数形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ３０Ａ）。ここで、この貫通電極形成工程３０Ａについて、詳細に説明する。
【００４６】
まず、図１０に示すように、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール３０，３１を複数形成する貫通孔形成工程（Ｓ３２）を行う。なお、図１０に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。この工程を行う際、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂ側から、例えばサンドブラスト法で行う。これにより、図１１に示すように、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂから上面４０ａに向かって漸次径が縮径する断面テーパ状のスルーホール３０，３１を形成することができる。また、後に両ウエハ４０、５０を重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハ５０に形成された凹部３ａ内に収まるように一対のスルーホール３０，３１を複数形成する。しかも、一方のスルーホール３０が圧電振動片４の基部１２側に位置し、他方のスルーホール３１が振動腕部１０，１１の先端側に位置するように形成する。
【００４７】
続いて、これら複数のスルーホール３０，３１内に、鋲体９の芯材部７を配置する鋲体配置工程（Ｓ３３）を行う。この際、鋲体９として、図１２に示すように、平板状の頭部８と、該頭部８上から該頭部８の表面に略直交する方向に沿ってベース基板用ウエハ４０の厚さよりも０．０２ｍｍだけ短い長さで形成されるとともに、先端が平坦に形成された芯材部７と、を有する導電性の鋲体９を用いる。さらに、図１３に示すように、この鋲体９の頭部８がベース基板用ウエハ４０の上面４０ａに接触するまで、芯材部７を挿入する。ここで、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致するように鋲体９を配置する必要がある。しかしながら、頭部８上に芯材部７が形成された鋲体９を利用するため、頭部８をベース基板用ウエハ４０の上面４０ａに接触させるまで押し込むだけの簡単な作業で、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させることができる。したがって、セット工程時における作業性を向上することができる。なお、頭部８を平板状に形成することで、後に行う焼成工程までの間に、ベース基板用ウエハ４０を机上などの平面上に載置したとしても、がたつきなどが生じることがなく安定する。この点においても、作業性の向上を図ることができる。
【００４８】
次に、図１４に示すように、スルーホール３０，３１内にガラス材料からなるペースト状のガラスフリット６ａを充填するガラスフリット充填工程を行う（Ｓ３４）。なお、ガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填する際には、スルーホール３０，３１におけるベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂ側からガラスフリット６ａを充填する。このとき、スルーホール３０，３１内に確実にガラスフリット６ａが充填されるように、ガラスフリット６ａを多めに塗布する。したがって、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂにもガラスフリット６ａが塗布されている。この状態でガラスフリット６ａを焼成すると、後の研磨工程に要する時間が多くなるため、焼成前に余分なガラスフリット６ａを除去するガラスフリット除去工程を行う（Ｓ３５）。
【００４９】
図１５に示すように、このガラスフリット除去工程では、例えば樹脂製のスキージ４５を用い、スキージ４５の先端４５ａをベース基板用ウエハ４０の表面に当接して、該表面に沿って移動させることによりスルーホール３０，３１からはみ出ているガラスフリット６ａを除去する。このようにすることで、図１６に示すように、簡易な作業で確実に余分なガラスフリット６ａを除去することができる。そして、本実施形態では鋲体９の芯材部７の長さをベース基板用ウエハ４０の厚さよりも０．０２ｍｍ短くしたため、スキージ４５がスルーホール３０，３１の上部を通過する際に、スキージ４５の先端４５ａと芯材部７の先端とが接触することがなくなり、芯材部７が傾いてしまうことを抑制することができる。
【００５０】
続いて、スルーホール３０，３１に充填したガラスフリット６ａを所定の温度で焼成する焼成工程（Ｓ３６）を行う。これにより、スルーホール３０，３１と、該スルーホール３０，３１内に埋め込まれたガラスフリット６ａと、ガラスフリット６ａ内に配置された鋲体９と、が互いに固着し合う。この焼成を行う際に、頭部８ごと焼成するため、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させた状態にしたまま、両者を一体的に固定することができる。ガラスフリット６ａが焼成されると筒体６として固化する。
【００５１】
続いて、図１７に示すように、鋲体９の頭部８を研磨して除去する研磨工程を行う（Ｓ３７）。これにより、筒体６および芯材部７を位置決めさせる役割を果たしていた頭部８を除去することができ、芯材部７のみを筒体６の内部に取り残すことができる。
また、同時にベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂを研磨して平坦面になるようにする。そして、芯材部７の先端が露出するまで研磨する。その結果、図１８に示すように、筒体６と芯材部７とが一体的に固定された一対の貫通電極３２，３３を複数得ることができる。
【００５２】
上述したように、ベース基板用ウエハ４０の表面（上面４０ａおよび下面４０ｂ）と、筒体６および芯材部７の両端とは、略面一な状態となる。つまり、ベース基板用ウエハ４０の表面と貫通電極３２，３３の表面とを、略面一な状態とすることができる。なお、研磨工程を行った時点で、貫通電極形成工程Ｓ３０Ａが終了する。
【００５３】
次に、ベース基板用ウエハ４０の上面４０ａに導電性材料をパターニングして、図１９、図２０に示すように、接合膜３５を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ３８）とともに、各一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を複数形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３９）。なお、図１９、図２０に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００５４】
ここで、引き回し電極形成工程についてさらに具体的に説明する。
本実施形態では、ベース基板用ウエハ４０に対して引き回し電極３６，３７をスパッタ法を用いて形成する。したがって、図２１に示すように、まずベース基板用ウエハ４０がスパッタ装置内を移動するために、ベース基板用ウエハ４０を基板支持用治具７０上に載置する。基板支持用治具７０は、ベース基板用ウエハ４０を載置するベースプレート７１と、磁性体で形成されたマスク材８０を磁力により支持固定することが可能な磁石プレート７２と、を備えている。ベースプレート７１は、ベース基板用ウエハ４０を載置できる大きさの平面部７３と、平面部７３の周縁を構成する周縁部７４と、を備えている。周縁部７４は、平面部７３よりも厚く形成されている。つまり、ベース基板用ウエハ４０が載置される領域が凹状になっている。そして、ベース基板用ウエハ４０の厚さと周縁部７４の高さ（厚さ）とは略同一になっており、平面部７３にベース基板用ウエハ４０が載置された状態で、ベース基板用ウエハ４０の上面４０ａと周縁部７４の上面７４ａとは略面一になるように構成されている。
【００５５】
続いて、図２２に示すように、ベース基板用ウエハ４０およびベースプレート７１の周縁部７４を覆うようにマスク材８０を載置する。マスク材８０は平面視でベースプレート７１と外形が略同一形状に形成されている。また、マスク材８０は例えばステンレスなどの磁性体で形成されているため、マスク材８０は磁石プレート７２により支持固定される。このマスク材８０には、引き回し電極３６，３７の形状に対応した開口８１が複数形成されている。本実施形態のマスク材８０は、開口８１が形成されていない部分の厚さが均一になるように構成されている。つまり、マスク材８０は、厚さが均一の板状の部材に開口８１を形成しただけで構成されている。
【００５６】
続いて、図２３、図２４に示すように、基板支持用治具７０上に載置されたベース基板用ウエハ４０をマガジン８２に配置する。マガジン８２内にはベース基板用ウエハ４０が複数枚収容できるようになっている。
【００５７】
そして、マガジン８２から一枚のベース基板用ウエハ４０を図示しないロボットなどにより取り出し、スパッタ装置８３のロードロック室８４内へ移動させる。このとき、ロードロック室８４と成膜室８５との間は閉鎖されている。ベース基板用ウエハ４０がロードロック室８４内に配置されると、ロードロック室８４内を真空状態にする。ロードロック室８４を真空状態にした後、ロードロック室８４と成膜室８５との境界に設けられたドア（不図示）を開けて、ベース基板用ウエハ４０を成膜室８５内へと移動させる。なお、成膜室８５内は真空状態で保持されている。
【００５８】
成膜室８５内へと搬送されたベース基板用ウエハ４０は、平面視略円板状のターンテーブル８６上に載置される。このターンテーブル８６には複数枚のベース基板用ウエハ４０を載置することができる大きさで形成されている。また、ターンテーブル８６の平面視略中央部には回転軸８７が接続されており、回転軸８７が軸中心に回転することによりターンテーブル８６も回転するように構成されている。
【００５９】
また、成膜室８５内には、引き回し電極３６，３７の原料となるターゲット８８が設けられている。ターゲット８８は、平面視でターンテーブル８６の一部に対向する位置に設けられている。このように構成することで、ターンテーブル８６上に載置されたベース基板用ウエハ４０が、ターゲット８８に対向する位置に来ると、スパッタにより引き回し電極３６，３７が成膜される。
【００６０】
ここで、本実施形態では回転軸８７を回転させながら成膜を行う。つまり、ベース基板用ウエハ４０がターゲット８８に対向する位置を複数回通過することで、所望の膜厚の引き回し電極３６，３７を形成するように構成されている。スパッタ法にてベース基板用ウエハ４０に成膜すると、ベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに設けられたマスク材８０の温度が上昇するが、ターゲット８８に対向する位置を通過する一回当たりの連続的な時間が短くなるため、マスク材８０の温度が上昇するのを抑制することができる。ベース基板用ウエハ４０がターゲット８８に対向する位置を一度通過すると、次にターゲット８８に対向する位置に来るまでの間にマスク材８０の温度を低下させることができる。このように構成することで、マスク材８０の温度は上下動を繰り返すが、絶対的な温度上昇を抑制することができる。したがって、マスク材８０が熱により撓んでしまうのを防止することができる。
【００６１】
ベース基板用ウエハ４０がターゲット８８に対向する位置を所定回数通過することで、所望の膜厚の引き回し電極３６，３７が形成される。引き回し電極３６，３７が形成されたら、ベース基板用ウエハ４０を成膜室８５からロードロック室８４へと戻す。このときロードロック室８４は真空状態が保持されている。そして、ロードロック室８４からスパッタ装置８３外へと搬送することで、ベース基板用ウエハ４０への引き回し電極３６，３７の形成が完了する。
【００６２】
なお、貫通電極３２，３３は、上述したようにベース基板用ウエハ４０の上面４０ａに対して略面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハ４０の上面４０ａにパターニングされた引き回し電極３６，３７は、間に隙間などを発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で形成される。これにより、一方の引き回し電極３６と一方の貫通電極３２との導通性、並びに、他方の引き回し電極３７と他方の貫通電極３３との導通性を確実なものにすることができる。この時点で第２のウエハ作製工程が終了する。
【００６３】
ところで、図８では、接合膜形成工程（Ｓ３８）の後に、引き回し電極形成工程（Ｓ３９）を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程（Ｓ３９）の後に、接合膜形成工程（Ｓ３８）を行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。いずれの工程順序であっても、同一の作用効果を奏することができる。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。また、接合膜３５を上述と略同一の構成のマスク材および基板支持用治具を用いてスパッタ法で形成することができる。
【００６４】
次に、作製した複数の圧電振動片４を、それぞれ引き回し電極３６，３７を介してベース基板用ウエハ４０の上面４０ａに接合するマウント工程を行う（Ｓ４０）。まず、一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金などのバンプＢを形成する。そして、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置した後、バンプＢを所定温度に加熱しながら圧電振動片４をバンプＢに押し付ける。これにより、圧電振動片４は、バンプＢに機械的に支持されるとともに、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とが電気的に接続された状態となる。よって、この時点で圧電振動片４の一対の励振電極１５は、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ導通した状態となる。なお、圧電振動片４はバンプ接合されるため、ベース基板用ウエハ４０の上面４０ａから浮いた状態で支持される。
【００６５】
圧電振動片４のマウントが終了した後、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う（Ｓ５０）。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０、５０を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片４が、ベース基板用ウエハ４０に形成された凹部３ａと両ウエハ４０、５０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００６６】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ４０、５０を図示しない陽極接合装置に入れ、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ６０）。具体的には、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合した図２４に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図２５においては、図面を見易くするために、ウエハ体６０を分解した状態を図示しており、ベース基板用ウエハ４０から接合膜３５の図示を省略している。なお、図２５に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００６７】
ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ４０に形成されたスルーホール３０，３１は、貫通電極３２，３３によって完全に塞がれているため、キャビティＣ内の気密がスルーホール３０，３１を通じて損なわれることがない。特に、焼成によって筒体６と芯材部７とが一定的に固定されているとともに、これらがスルーホール３０，３１に対して強固に固着されているため、キャビティＣ内の気密を確実に維持することができる。
【００６８】
そして、上述した陽極接合が終了した後、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂに導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極３８，３９を複数形成する外部電極形成工程を行う（Ｓ７０）。この工程により、外部電極３８，３９を利用してキャビティＣ内に封止された圧電振動片４を作動させることができる。
【００６９】
特に、この工程を行う場合も引き回し電極３６，３７の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂに対して貫通電極３２，３３が略面一な状態となっているため、パターニングされた外部電極３８，３９は、間に隙間などを発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極３８，３９と貫通電極３２，３３との導通性を確実なものにすることができる。
【００７０】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動子１の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程を行う（Ｓ８０）。具体的に説明すると、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂに形成された一対の外部電極３８，３９に電圧を印加して圧電振動片４を振動させる。そして、周波数を計測しながらリッド基板用ウエハ５０を通して外部からレーザ光を照射し、重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０，１１の先端側の重量が変化するため、圧電振動片４の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。
【００７１】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図２４に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ９０）。その結果、互いに陽極接合されたベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片４が封止された、図１に示す２層構造式表面実装型の圧電振動子１を一度に複数製造することができる。
【００７２】
なお、切断工程（Ｓ９０）を行って個々の圧電振動子１に小片化した後に、微調工程（Ｓ８０）を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程（Ｓ８０）を先に行うことで、ウエハ体６０の状態で微調を行うことができるため、複数の圧電振動子１をより効率良く微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるため好ましい。
【００７３】
その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１００）。即ち、圧電振動片４の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数および共振抵抗値の励振電力依存性）などを測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性などを併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子１の外観検査を行って、寸法や品質などを最終的にチェックする。これをもって圧電振動子１の製造が終了する。
【００７４】
本実施形態によれば、ベース基板用ウエハ４０をターンテーブル８６上に載置して回転軸８７を中心に回転させることで、成膜室８５内においてベース基板用ウエハ４０がターゲット８８に対向する位置とそうでない位置とを交互に移動させることができる。つまり、スパッタ法にてベース基板用ウエハ４０に引き回し電極３６，３７を形成する際に、ターゲット８８に対向する位置をベース基板用ウエハ４０が複数回通過することで引き回し電極３６，３７の電極パターンを成膜することができるように構成したため、ベース基板用ウエハ４０がターゲット８８に対向する位置にいる（通過する）一回当たりの時間を短くすることができる。つまり、ベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに配されたマスク材８０がターゲット８８に対向する位置にいる際には、温度が一時的には上がるが、その時間が短くなっているため、マスク材８０に撓みが生じる温度まで上昇するのを防止することができる。また、マスク材８０が一度ターゲット８８に対向する位置を通過した後、次にターゲット８８に対向する位置に来るまでの間（インターバル）に、マスク材８０の温度を低下させることができるため、成膜室８５内でのマスク材８０の最高温度を低下させることができる。したがって、マスク材８０が熱により撓むのを抑制することができるため、引き回し電極３６，３７の電極パターンにボケが生じるのを抑制することができる。その結果、引き回し電極３６，３７の電極パターンがベース基板用ウエハ４０の所望の位置に形成されるため、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子１を提供することができる。
【００７５】
なお、ベース基板用ウエハ４０に引き回し電極３６，３７をスパッタ法にて形成する際に用いるマスク材８０の厚さが、開口８１を除いて均一に形成されているため、スパッタ時にマスク材８０の温度が上昇しても、マスク材８０に熱膨張差が無くなり、マスク材８０に撓みが生じるのを解消することができる。したがって、スパッタ法にてベース基板用ウエハ４０上に引き回し電極３６，３７を形成する際に、電極パターンのボケが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００７６】
なお、図２６に示すように、上述した成膜室８５とは態様の異なる成膜室１８５を用いてもよい。成膜室１８５には、ベース基板用ウエハ４０を取付け可能なドラム式のターンテーブル１８６に取り付けられる。ターンテーブル１８６は平面視で多角形（本態様では８角形）のドラム式で構成されており、多角形の各面にはベース基板用ウエハ４０が取り付けられるようになっている。また、ターンテーブル１８６の平面視略中央部には回転軸１８７が接続されており、回転軸１８７が軸中心に回転することによりターンテーブル１８６も回転するように構成されている。
【００７７】
また、成膜室１８５内には、引き回し電極３６，３７の原料となるターゲット８８が設けられている。ターゲット８８は、ターンテーブル１８６におけるベース基板用ウエハ４０が取り付けられた側面に対向する位置に設けられている。このように構成することで、ターンテーブル１８６に取り付けられたベース基板用ウエハ４０が、ターゲット８８に対向する位置に来ると、スパッタにより引き回し電極３６，３７が成膜される。
【００７８】
ここで、本実施形態では回転軸１８７を回転させながら成膜を行う。つまり、上記実施形態と同様に、ベース基板用ウエハ４０がターゲット８８に対向する位置を複数回通過することで、所望の膜厚の引き回し電極３６，３７を形成するように構成されている。このように構成された成膜室１８５であっても、上述の実施形態と略同一の作用効果が得られる。
【００７９】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図２７を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図２７に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１および圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００８０】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、該圧電振動子１内の圧電振動片４が振動する。この振動は、圧電振動片４が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００８１】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子１を備えているため、発振器１００自体も同様に導通性が安定して確保され、作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【００８２】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図２８を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化および軽量化されている。
【００８３】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図２８に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００８４】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信および受信、現在時刻の計測や表示など、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭなどとを備えている。
【００８５】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路およびインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片４が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報などが表示される。
【００８６】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３および呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データなどの各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００８７】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キーおよびその他のキーを備えており、これら番号キーなどを押下することにより、通話先の電話番号などが入力される。
【００８８】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２などの各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９および着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００８９】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしてもよい。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００９０】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子１を備えているため、携帯情報機器自体も同様に導通性が安定して確保され、作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。
【００９１】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図２９を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図２９に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００９２】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００９３】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９４】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【００９５】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、キャビティＣ内の気密が確実に確保され、歩留まりが向上した高品質な圧電振動子１を備えているため、電波時計自体も同様に導通性が安定して確保され、作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。
【００９６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、スルーホール３０，３１の形状を断面テーパ状の円錐形状に形成したが、断面テーパ状ではなくストレート形状の円柱形状にしてもよい。
また、芯材部７の形状を円柱状で形成した場合の説明をしたが、角柱にしてもよい。この場合であっても、やはり同様の作用効果を奏することができる。
【００９７】
また、上記実施形態において、芯材部７として、熱膨張係数がベース基板２（ベース基板用ウエハ４０）および筒体６と略等しいものを用いることが好ましい。
この場合には、焼成を行う際に、ベース基板用ウエハ４０、筒体６および芯材部７の３つが、それぞれ同じように熱膨張する。従って、熱膨張係数の違いによって、ベース基板用ウエハ４０や筒体６に過度に圧力を作用させてクラックなどを発生させたり、筒体６とスルーホール３０，３１との間、或いは、筒体６と芯材部７との間に隙間が開いてしまったりすることがない。そのため、より高品質な貫通電極を形成することができ、その結果、圧電振動子１のさらなる高品質化を図ることができる。
【００９８】
また、上記実施形態では、圧電振動片４の一例として振動腕部１０，１１の両面に溝部１８が形成された溝付きの圧電振動片４を例に挙げて説明したが、溝部１８がないタイプの圧電振動片でも構わない。但し、溝部１８を形成することで、一対の励振電極１５に所定の電圧を印加させたときに、一対の励振電極１５間における電界効率を上げることができるため、振動損失をより抑えて振動特性をさらに向上することができる。つまり、ＣＩ値（Crystal Impedance）をさらに低くすることができ、圧電振動片４のさらなる高性能化を図ることができる。この点において、溝部１８を形成する方が好ましい。
また、上記実施形態では、音叉型の圧電振動片４を例に挙げて説明したが、音叉型に限られるものではない。例えば、厚み滑り振動片としても構わない。
【００９９】
また、上記実施形態では、ベース基板２とリッド基板３とを接合膜３５を介して陽極接合したが、陽極接合に限定されるものではない。但し、陽極接合することで、両基板２、３を強固に接合できるため好ましい。
【０１００】
また、上記実施形態では、圧電振動片４をバンプ接合したが、バンプ接合に限定されるものではない。例えば、導電性接着剤により圧電振動片４を接合しても構わない。但し、バンプ接合することで、圧電振動片４をベース基板２の上面から浮かすことができ、振動に必要な最低限の振動ギャップを自然と確保することができる。よって、バンプ接合することが好ましい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、芯材部７の長さをベース基板用ウエハ４０の厚さより０．０２ｍｍ短い長さで設定した場合の説明をしたが、長さは自在に設定可能であり、スキージ４５で余分なガラスペースト６ａを除去する際にスキージ４５と芯材部７とが接触しない構成であればよい。
また、本実施形態では研磨工程前の芯材部７の先端が平坦面で形成された鋲体９を用いて説明をしたが、先端は平坦面でなくてもよく、鋲体９をスルーホール３０，３１に配置したときに芯材部７の長さがベース基板用ウエハ４０の厚さよりも短ければよい。
【０１０２】
さらに、本実施形態では、成膜室８５で引き回し電極３６，３７が成膜されたベース基板用ウエハ４０は、ロードロック室８４に戻る構成のスパッタ装置８３の場合で説明したが、成膜後は別のロードロック室に搬送するように構成し、生産効率を向上するような装置構成にしてもよい。
【０１０３】
そして、上記実施形態では、引き回し電極３６，３７をマスキングスパッタ法にて形成する場合の説明をしたが、圧電振動片４の各電極や外部電極なども上述と略同一の構成のマスク材を用いてマスキングスパッタ法にて形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１…圧電振動子２…ベース基板３…リッド基板４…圧電振動片３６…引き回し電極（パターン）３７…引き回し電極（パターン）４０…ベース基板用ウエハ（基板）８０…マスク材８１…開口８５…成膜室８６…ターンテーブル（テーブル）８８…ターゲット１００…発振器１０１…発振器の集積回路１１０…携帯情報機器（電子機器）１１３…電子機器の計時部１３０…電波時計１３１…電波時計のフィルタ部Ｃ…キャビティ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内において基板上にスパッタ法にてパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記成膜室は、複数の基板を配置可能に構成されたテーブルと、前記パターンの原料となるターゲットと、を備え、
前記基板の表面に、前記パターンに対応した開口を有するマスク材を載置する工程と、
前記成膜室内に前記複数の基板を移動させて、該複数の基板を前記テーブルに配置させる工程と、
前記基板の表面が前記ターゲットに対向する位置を通過するように前記テーブルが回転する工程と、
前記ターゲットに対向する位置を、一の基板が複数回通過することで該基板の表面に前記パターンを形成する工程と、を有していることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
成膜室内において基板上にスパッタ法にてパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記成膜室は、
複数の基板を配置するとともに、軸中心に回転可能に構成されたテーブルと、
前記パターンの原料となるターゲットと、を備え、
前記パターンに対応した開口を有するマスク材が載置された前記基板の表面が、前記ターゲットに対向する位置を通過するように構成されていることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項３】
互いに接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が封止された圧電振動子において、
前記キャビティ内における前記ベース基板上に形成された電極パターンが、請求項２に記載したパターン形成装置を用いてスパッタ法にて形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項４】
互いに接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が封止された圧電振動子の製造方法において、
請求項１に記載したパターン形成方法にて、前記ベース基板上に電極パターンを形成する工程を有していることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項６】
請求項３に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項３に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。

【図１】